Šta su transformatori od amorfne legure njihove prednosti materijala jezgra i primene
Amorfnometalni transformatori, razvijeni u 1970-ima, predstavljaju novu generaciju transformatora koji koriste amorfne legure kao materijal za jezgra umesto konvencionalnih silikatnih čelika. U poređenju sa transformatorima sa jezgrima od silikatnog čelika, oni smanjuju gubitke bez opterećenja približno za 70%–80%, a struju bez opterećenja za oko 85%. Ovi transformatori su trenutno među najenergetski efikasnim distribucijskim transformatorima dostupnim, što ih čini idealnim za primene u područjima sa niskim korišćenjem opterećenja i visokim zahtevima za požarnu sigurnost – poput ruralnih električnih mreža, visokih zgrada, trgovinskih centara, metro stanica, aerodroma, železničkih stanica, industrijskih i rudarskih preduzeća, te elektrana.
Trake od amorfnih legura
Trake od amorfnih legura proizvedene su kombinovanjem elemenata poput željeza, kobalta, ugljenika, kiselika i bora u preciznim proporcijama. Mešavina se topi na visokim temperaturama, a zatim se brzo čvrsta pomoću visokobrzog vrtećeg točka, sa stopom hlađenja koja može doseći do 1.000.000°C po sekundi. Ova ekstremna stopa hlađenja sprečava formiranje kristalnih rešetkastih struktura, rezultirajući nerazređenom, amorfnom atomskom raspodelom.
Formiranje amorfnih legura
Obično, kada metali ili legure čvrste iz tekuće faze, atomi prelaze iz nerazređene tekuće faze u redovnu kristalnu strukturu. Međutim, sa ekstremno visokom stopom hlađenja, atomi nemaju dovoljno vremena da se organizuju u regularnu rešetku, već su "zamrznuti" u nerazređenom stanju – slično strukturi tekućine – formirajući ono što se naziva amorfna legura.
Za čisto metale da bi dostigli amorfnu strukturu, potrebna je izuzetno visoka stopa hlađenja. Zbog trenutnih tehnoloških ograničenja, postizanje takvih stopa u velikom opsegu proizvodnje nije praktično, što čini teško proizvodnju amorfne strukture iz čistih metala.
Da bi se prevazišao ovaj problem, amorfne metale obično proizvode legiranjem baznih metala sa drugim elementima. Legure sastavljene od atoma različitih veličina i svojstava imaju niže tačke taloženja i su skloniji formiranju amorfne strukture tokom brzog čvršćenja.
Amorfna legura korišćena u jezgrima transformatora je željezna legura, brzo čvršćena u tanke trake sa stopom hlađenja od milion stepeni po sekundi, sa debljinom samo 0,03 mm.
Prednosti amorfnometalnih transformatora
Energetska efikasnost
Korišćenje jezgra od amorfnih legura, kombinovano sa naprednim procesom proizvodnje tri-faznog tri-stupca, znatno smanjuje gubitke u jezgru. Gubitci bez opterećenja su svedeni na približno 25% u odnosu na konvencionalne suhe transformatore. Iako je početna cena jezgra od amorfnih legura viša, izuzetna efikasnost i performanse u štednji energije omogućavaju da se dodatna investicija vrati unutar 3–5 godina pri prosečnom opterećenju od 60%. Tijekom 30-godišnjeg vremenskog perioda rada transformatora, mogu se ostvariti značajne štednje u troškovima struje.
Pouzdanost
H-klasa izolacije (180°C radna temperatura): Nudi izuzetnu otpornost na toplinu.
Izdrljivost: Može da podnese teške uslove skladištenja i transporta.
Pouzdana performansa: Funksioniše pouzdano u nepovoljnim okruženjskim uslovima (uključujući ekstremne klimatske i geografske uslove); može održati 120% preopterećenja duže vreme.
Otpornost na kraće spojeve: Pokazuje izuzetnu otpornost na sile izazvane kraćim spojevima.
Bez održavanja: Zahteva gotovo nema održavanja u normalnim radnim uslovima.
Sigurnost
Nepaljivi: Ne može zapaliti, otporan na požar, ne eksplozira i ne emituje otrovne gasove tokom rada.
Otpornost na okruženje: Manje osjetljiv na fluktuacije temperature, prah i zagađenje.
Otpornost na pukotine: Ne razvija pukotine tokom vremena.
Sigurnost za okoliš i ljudi: Siguran za ljudsko zdravlje i okoliš, bez štetnih efekata na okružnu opremu.
Okruženjske prednosti
Eko prijateljski: Ne dovodi do okruženjskog zagađenja tokom proizvodnje, transporta, skladištenja ili rada.
Reciklabilni: Bobine i materijali jezgra mogu se reciklirati na kraju životnog veka, omogućavajući ponovnu upotrebu resursa bez štete okolišu.
Niska buka: Napredni dizajn jezgra i tehnike proizvodnje osiguravaju da nivo buke bude 4–5 dB ispod trenutnih nacionalnih standarda.
Na primer, 2000 kVA SCRBH15-2000 amorfni suhi transformator koji radi na 60% opterećenja može štedjeti približno 24.000 kWh struje godišnje. Pri ceni struje od 1 RMB po kWh, to se pretvara u godišnju štednju od 24.000 RMB. Trenutno, tržišna cena sličnog SCB10-2000 transformatora iznosi oko 450.000 RMB, dok amorfna verzija košta oko 550.000 RMB – približno 20% više. Međutim, smanjenje operativnih troškova tijekom petogodišnjeg perioda može u potpunosti kompenzirati višu početnu investiciju.
